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Implémentation et évaluation du code RRTM_SW du CEP

Rapid Radiative Transfer Model Short Wave. Implémentation et évaluation du code RRTM_SW du CEP. O. Thouron, I. Bahou, J. Leduc, C. Canac, C. Lac, J. L. Brenguier, F. Couvreux. Implémentation et évaluation du code RRTM_SW du CEP. Initialement: LW et SW: MORC Suivi de: LW: MORC ou RRTM

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Implémentation et évaluation du code RRTM_SW du CEP

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  1. Rapid Radiative Transfer Model Short Wave Implémentation et évaluation du code RRTM_SW du CEP O. Thouron, I. Bahou, J. Leduc, C. Canac, C. Lac, J. L. Brenguier, F. Couvreux.

  2. Implémentation et évaluation du code RRTM_SW du CEP Initialement: LW et SW: MORC Suivi de: LW: MORC ou RRTM SW: MORC Aujourd’hui: LW: MORC ou RRTM SW: MORC ou RRTM

  3. Implémentation et évaluation du code RRTM_SW du CEP q I0 I Milieu diffusantet/ou absorbant q Rayonnement diffusé vers le bas + ⇒ extinction du signal incident caractérisée par t

  4. Implémentation et évaluation du code RRTM_SW du CEP q I0 I Milieu diffusantet/ou absorbant q Rayonnement diffusé vers le bas + MORC Note de centre METEO France, 2007, n°28. Angle zénithal effectif 6 bandes spectrales

  5. Implémentation et évaluation du code RRTM_SW du CEP q MORC RRTM I0 I Ordonnées discrètes: Séparation du rayonnement diffus et du direct 14 bandes spectrales Milieu diffusantet/ou absorbant Angle zénithal effectif 6 bandes spectrales q Rayonnement diffusé vers le bas +

  6. Implémentation et évaluation du code RRTM_SW du CEP • Couplage: • Passage de 6 bandes à 14 bandes: • - albédo de surface: problème dans les sources du centre européen au niveau de la matrice qui assure ce passage • - propriétés optiques des nuages: deux options possibles à choisir dans la namelist CBAND • - Anciennes paramétrisation: même matrice que pour l’albédo de surface: CBAND= MORC • - Paramétrisations pour 14 bandes: CBAND=RRTM • FOUQ équivaut à un passage de 6 à 14 bandes • 1 moment: paramétrisation sur 14 bandes inutile (Cf AMA 2007) • Recouvrement nuageux • - Inexistant dans les sources du CEP: ajout dans l’interface de Méso-NH du recouvrement maximum aléatoire

  7. Implémentation et évaluation du code RRTM_SW du CEP Choix du schéma radiatif: CLW=‘MORC’ ou ‘RRTM CSW=‘MORC’ ou ‘RRTM’ Si CSW=‘RRTM’: CBAND=‘MORC’ ou ‘RRTM’ Valeurs par défaut: CLW=‘RRTM’; CSW=‘MORC’; CBAND=‘MORC’

  8. Implémentation et évaluation du code RRTM_SW du CEP • Evaluer pour 3 situations: • Stratocumulus marin: Cas FIRE (14 juillet 1987-Island) • Cas utilisé pour évaluer MORC-SW vs SHDOM: - absorption dans le nuage correct - flux au sol surestimécf note de centre de METEO-France, 2007, n°28 • Couche limite convective sèche: Cas Niamey (5 juin 2006-Niger): - évaluer l’apport de la discrétisation en 14 bandes spectrales sur la diffusion moléculaire - Intéraction rayonnement – particules d’aérosols • Cumulus sur continent: basé sur le cas ARM du (21 juin 1997) : • Cas partiellement nuageux: couplage des différents impacts

  9. Implémentation et évaluation du code RRTM_SW du CEP LES 1D 2,5km*2,5kmDx=Dy=50mDz=10m Dx=Dy=2,5kmDz=10m FIRE 10km*10kmDx=Dy=100mDz=variable Dx=Dy=10kmDz=variable NIAMEY 2.5km*2.5kmDx=Dy=100mDz=40m Dx=Dy=2.5kmDz=40m ARM

  10. Implémentation et évaluation du code RRTM_SW du CEP LES 1D ICE3NONEBL89 PPM_01 ICE3NONEDEAR PPM_01 FIRE ICE3NONEDEARPPM_01 ICE3EDKFBL89 PPM_01 ICE3EDKFBL89 PPM_01 NIAMEY ICE3NONEDEAR PPM_01 ICE3EDKFBL89PPM_01 ARM

  11. Implémentation et évaluation du code RRTM_SW du CEP FIRE:Stratocumulus marin

  12. 2km MORC 1D 700 m Rapport de mélange en eau liquide: g.m-3 Flux vertical WTHVmK/s Taux de Réchauffement: K.h-1 RRTM 1D 48h 48h 48h

  13. 2km MORC LES 700 m Comparaison MORC-SW vs SHDOM: bonne estimation du chauffage radiatif dans le nuage Rapport de mélange en eau liquide: g.m-3 Taux de Réchauffement: K.h-1 Flux vertical WTHVmK/s RRTM LES 24h 24h 24h

  14. Implémentation et évaluation du code RRTM_SW du CEP MORC LESRRTM LES LWP (kg.m-2) MORC_1DRRTM_1D Temps (h) Pas d’impact sur le cycle diurne du LWP alors que le choix des propriétés optiques est capital.

  15. Implémentation et évaluation du code RRTM_SW du CEP MORC LESRRTM LES MORC_1DRRTM_1D Comparaison MORC-SW vs SHDOM surestimation des flux au sol

  16. Implémentation et évaluation du code RRTM_SW du CEP 2km 800 m LW MORC LW RRTM

  17. Implémentation et évaluation du code RRTM_SW du CEP NIAMEY:Couche limite convective sèche

  18. 20 km MORC 1DNO AER 8 km Rapport de mélange en eau liquide: g.m-3 Rapport de mélange en glace: g.m-3 Fraction nuageuse RRTM 1DNO AER 48h 48h 48h

  19. 20 km MORC 1DNO AER 8 km Température potentielle: K Taux de RéchauffementK.h-1 Flux vertical WTHVmK/s RRTM 1DNO AER 48h 48h 48h

  20. MORC 1D RRTM 1D Evolution de la couche limite inchangée

  21. 20 km MORC 1DAVEC AER 8 km Rapport de mélange en eau liquide: g.m-3 Rapport de mélange en glace: g.m-3 Fraction nuageuse RRTM 1DAVEC AER 48h 48h 48h

  22. 20 km MORC 1DAVEC AER MORC 8 km Température potentielle: K Taux de RéchauffementK.h-1 Flux vertical WTHVmK/s RRTM 1DAVEC AER RRTM 48h 48h 48h

  23. ---- MORC 1D avec AER ---- RRTM 1D avec AER RRTM: pas d’impact radiatif des poussières désertiques sur l’évolution de la couche limite

  24. 20 km MORC LESNO AER 8 km Rapport de mélange en eau liquide: g.m-3 Rapport de mélange en glace: g.m-3 Fraction nuageuse RRTM LESNO AER 48h 48h 48h

  25. 20 km MORC LESNO AER 8 km Température potentielle: K Taux de RéchauffementK.h-1 Flux vertical WTHVmK/s RRTM LESNO AER 48h 48h 48h

  26. Pas de tests en LES avec aérosols car problème de couplage MORC LES NO AER RRTM LES NO AER Evolution de la couche limite inchangée

  27. Implémentation et évaluation du code RRTM_SW du CEP ARM:Cumulus

  28. 4km MORC 1D 2km Température potentielK Rapport de mélange en eau liquide: g.m-3 Fraction nuageuse RRTM 1D 48h 48h 48h

  29. 4km MORC 1D 2km Flux descendantsW.m-2 Flux montantsW.m-2 Taux de RéchauffementK.h-1 RRTM 1D 48h 48h 48h

  30. 4km MORC LES 2km Température potentielK Rapport de mélange en eau liquide: g.m-3 Fraction nuageuse RRTM LES 24h 24h 24h

  31. 4km MORC LES 2km Flux descendantsW.m-2 Flux montantsW.m-2 Taux de RéchauffementK.h-1 RRTM LES 24h 24h 24h

  32. Implémentation et évaluation du code RRTM_SW du CEP MORC 1D RRTM 1D MORC LES RRTM LES 8h 15h 24h 20h

  33. Mauvaise représentation de la l’évolution de la couche limite de nuit en 1D MORC 1D MORC LES 4km 4km Flux vertical WTHVmK/s Énergie cinétiquem2.s-2 2km 2km 24h 24h

  34. Implémentation et évaluation du code RRTM_SW du CEP Recommandation pour de futures mises à jour: - Pb dans la matrice de passage de 6 à 14 bandes, - Correction de débordement de tableau. • Apport de RRTM-SW: • pas d’apport constaté • résultat en accord avec Morcrette et al, 2008 (MWR): amélioration principalement due à au schéma de recouvrement MCICA et des paramétrisations des propriétés optiques. • vu l’étude précédente MORC vs SHDOM: Dégradation dans le calcul des flux au sol et dans l’absorption nuageuse. A confirmer via une étude plus complète • Temps de calcul: • - RRTM 2 fois plus coûteux

  35. Implémentation et évaluation du code RRTM_SW du CEP • Couplage et codage à finaliser: • Aérosols pour les simulations 3D • Prise en compte par RRTM des aérosols • Codage du recouvrement aléatoire et maximum • Nettoyage et révision des interfaces entre Méso-NH et les schémas de transfert radiatif • Couplage SURFEX: • - Préférable de fournir en entrée de SURFEX directement le flux net à la surface. • Coupler MCICA avec MORC-SW • Tester l’approche de Pincus and Stevens 2009: calcul dans un nombre restreint de colonne nuageuse

  36. Et mon intervention s’arrête là

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